JPH01123052A - 超低熱膨脹合金及びその製造方法 - Google Patents
超低熱膨脹合金及びその製造方法Info
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- JPH01123052A JPH01123052A JP28069387A JP28069387A JPH01123052A JP H01123052 A JPH01123052 A JP H01123052A JP 28069387 A JP28069387 A JP 28069387A JP 28069387 A JP28069387 A JP 28069387A JP H01123052 A JPH01123052 A JP H01123052A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/005—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment of ferrous alloys
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の分野〕
本発明は機械的強度が高く、熱膨張係数が極めて小さく
、かつ負の値をもつ超然膨張合金およびその製造方法に
関するものである。
、かつ負の値をもつ超然膨張合金およびその製造方法に
関するものである。
従来、低熱膨張係数を有する合金としてはＦｅ６３．５
’４ 、’ Ｎｉ ３６．５ ％およびＦｅ ６３．
０ ％ 、 Ｎｉ ３２．０％ 、 Ｃｏ ５．０％が
有り、一般計測機器に用いられている。しかし、これら
の合金は一１０〜＋１００℃付近の熱膨張係数が＋〇、
５ Ｘ １０ ／’Ｃでしかも機械強度が４６〜６０に
９／７０に限られている。ところが最近計測機器の部品
材料として、さらに小さな熱膨張係数ならびに負の熱膨
張係数を有すると共に機械的強度の高い合金が要求され
ろようになってきた。
’４ 、’ Ｎｉ ３６．５ ％およびＦｅ ６３．
０ ％ 、 Ｎｉ ３２．０％ 、 Ｃｏ ５．０％が
有り、一般計測機器に用いられている。しかし、これら
の合金は一１０〜＋１００℃付近の熱膨張係数が＋〇、
５ Ｘ １０ ／’Ｃでしかも機械強度が４６〜６０に
９／７０に限られている。ところが最近計測機器の部品
材料として、さらに小さな熱膨張係数ならびに負の熱膨
張係数を有すると共に機械的強度の高い合金が要求され
ろようになってきた。
本発明はＮｉ ２９．５〜３５．０係、 Ｃｏ ２．０
〜７．０係。
〜７．０係。
Ｃｒ ０．００１〜２．０ ％以下、 Ｔｉ ０．００
１〜２．０ Ｔｏ以下を含み、残部Ｆｅから成るか、あ
るいはこれを主成分とし、さらに副成分としてＮｂ９Ｍ
ｏ＋Ｗ２％以下。
１〜２．０ Ｔｏ以下を含み、残部Ｆｅから成るか、あ
るいはこれを主成分とし、さらに副成分としてＮｂ９Ｍ
ｏ＋Ｗ２％以下。
Ｂｅ＋ Ｖ＋ Ｚｒ＋ Ｓｉ ＋ １％以下、 Ｍｎ、
Ｃｕ＋ ＡＩ 、 Ｃ，５Ｏ０５俤以下の一種あるい
は二種以上の０．００１〜２．０％から成る合金につい
て、簡易な熱処理と加工により発揮し得ることを見出し
たもので、その目的とするところはＦｅ ６３．５％、
Ｎｉ ３６．５ ｆ＆およびＦｅ６３．０ ％ 、
Ｎｉ ３２．０ ’Ａ 、 Ｃｏ ５．０％の合金より
も機械的強度が高く、シかも熱膨張係数が一５０°〜＋
１００℃の広い温度範囲において、はぼ−２，０〜＋０
．５Ｘ１０＝／℃と非常に小さく、超然膨張合金として
用途に充分適合する新規な材料を提供することにある。
Ｃｕ＋ ＡＩ 、 Ｃ，５Ｏ０５俤以下の一種あるい
は二種以上の０．００１〜２．０％から成る合金につい
て、簡易な熱処理と加工により発揮し得ることを見出し
たもので、その目的とするところはＦｅ ６３．５％、
Ｎｉ ３６．５ ｆ＆およびＦｅ６３．０ ％ 、
Ｎｉ ３２．０ ’Ａ 、 Ｃｏ ５．０％の合金より
も機械的強度が高く、シかも熱膨張係数が一５０°〜＋
１００℃の広い温度範囲において、はぼ−２，０〜＋０
．５Ｘ１０＝／℃と非常に小さく、超然膨張合金として
用途に充分適合する新規な材料を提供することにある。
上述の簡易な熱処理と加工の方法は次の通りである。
（Ａ）溶体化処理のため６００℃以上融点以下の温度で
１分間以上（例えば５分乃至１００時間）加熱後、焼入
れすれるかあるいは毎秒１℃以下の速度で徐冷して焼鈍
を行う。
１分間以上（例えば５分乃至１００時間）加熱後、焼入
れすれるかあるいは毎秒１℃以下の速度で徐冷して焼鈍
を行う。
ＣＢ）上記焼入れ後あるいは焼鈍後加工率１０％以上の
冷間加工を行い、さらに５０Ｃ以上６ｏｏ℃以下の温度
で１分間以上（例えば５分乃至１００時間）加熱し、つ
いて毎秒１℃以下の速度で徐冷する。
冷間加工を行い、さらに５０Ｃ以上６ｏｏ℃以下の温度
で１分間以上（例えば５分乃至１００時間）加熱し、つ
いて毎秒１℃以下の速度で徐冷する。
およびＦｅのみかあるいはこれを主成分としてさらに副
成分を加え、空気中もしくは不活性ガス中または真空中
において１通常の溶解炉によって溶解した後、 Ｍｎ
！ Ｓｉ ＋ Ｔｉ＋ ＡＩ ＋ Ｃａなど少量０．Ｓ
Ｓ以下添加して有害な不純物を徐き充分に攪拌して組成
的に均一な溶融合金を造る。つぎにこれを鋳型に注入し
て鋳塊を造り、６００℃以上融点以下の温度で１分間以
上（例えば５分乃至１００時間）加熱保持した後、焼入
れするかあるいは毎秒１℃以下の速度で徐冷する。さら
にこれを常温あるいは常温以上融点以下の温度において
鍛造、圧延、引抜きあるいはスェージして用途に適合す
る形状に成形する。つぎにこれを５０℃以上６ｏｏ℃以
下の温度で１分間以上（例えば５分乃至１００時間）加
熱し。
成分を加え、空気中もしくは不活性ガス中または真空中
において１通常の溶解炉によって溶解した後、 Ｍｎ
！ Ｓｉ ＋ Ｔｉ＋ ＡＩ ＋ Ｃａなど少量０．Ｓ
Ｓ以下添加して有害な不純物を徐き充分に攪拌して組成
的に均一な溶融合金を造る。つぎにこれを鋳型に注入し
て鋳塊を造り、６００℃以上融点以下の温度で１分間以
上（例えば５分乃至１００時間）加熱保持した後、焼入
れするかあるいは毎秒１℃以下の速度で徐冷する。さら
にこれを常温あるいは常温以上融点以下の温度において
鍛造、圧延、引抜きあるいはスェージして用途に適合す
る形状に成形する。つぎにこれを５０℃以上６ｏｏ℃以
下の温度で１分間以上（例えば５分乃至１００時間）加
熱し。
ついて毎秒１℃以下の速度で徐冷して製品とする。
つぎに本発明の実施例について述べる。
第１表に示す合金成分の全量（約ＩＫｆ）をアルミナ坩
堝中で、 Ａｒガスを通じながら高周波誘導電気炉によ
り溶解した後、溶湯なよく攪拌し、鉄型に鋳込んで、３
５朋Ｘ３５ｍ１）１にの角型鋳塊を得た。つぎにその一
部を鍛造によって約１０顛の丸棒にし。
堝中で、 Ａｒガスを通じながら高周波誘導電気炉によ
り溶解した後、溶湯なよく攪拌し、鉄型に鋳込んで、３
５朋Ｘ３５ｍ１）１にの角型鋳塊を得た。つぎにその一
部を鍛造によって約１０顛の丸棒にし。
１０００℃で１時間加熱後１００℃／時間の速度で冷却
した。それを常温で種々の加工率を施して、丸棒にし、
それから長さ１０ｃｒＩＬの丸棒２本を切りとり１本を
冷間加工状態、他方を１００℃、２００℃、４００℃、
６００℃、８００℃および１０００℃で１時間加熱した
後１００℃／時間の速度で冷却して測定に供した。
した。それを常温で種々の加工率を施して、丸棒にし、
それから長さ１０ｃｒＩＬの丸棒２本を切りとり１本を
冷間加工状態、他方を１００℃、２００℃、４００℃、
６００℃、８００℃および１０００℃で１時間加熱した
後１００℃／時間の速度で冷却して測定に供した。
る
常温および高温にお饋誠膨張係数は縦型と横型膨張計に
より測定した。
より測定した。
第１表には代表的なインバ合金（Ｆｅ ６３．０ ％
。
。
Ｎｉ ３２．０％、 Ｃｏ ５．０％）と本発明合金の
測定値が比較して示しである。この表から明らかな如く
。
測定値が比較して示しである。この表から明らかな如く
。
本発明合金はいずれも従来のインバー合金に比較ンバー
合金と本発明の代表的な合金について、それぞれ冷間加
工率と再加熱した後、徐冷した状態における一５０°〜
＋１００℃の熱膨張係数ならび熱膨張曲線が示しである
。図から見られるように本発明合金の熱膨張係数は適当
な加工率と熱処理を調整することに−２，０〜＋〇、５
Ｘ １０ の非常に小さな値が得られることがわか
る。従って本発明合金は常温および高温において使用す
る一般測定器。
合金と本発明の代表的な合金について、それぞれ冷間加
工率と再加熱した後、徐冷した状態における一５０°〜
＋１００℃の熱膨張係数ならび熱膨張曲線が示しである
。図から見られるように本発明合金の熱膨張係数は適当
な加工率と熱処理を調整することに−２，０〜＋〇、５
Ｘ １０ の非常に小さな値が得られることがわか
る。従って本発明合金は常温および高温において使用す
る一般測定器。
標準尺および精密機器の材料として非常に好適である。
最後に本発明合金の組成を限定した理由についてのべる
。まずＮｉ−Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔｉ −Ｆｅ 三元合金にお
いて組成なＮｉ ２９．５〜３５Ｊ） ％ 、 Ｃｏ
２．０〜７．０％ 、 Ｃｒ ０．００１〜２．０ ％
以下、 Ｔｉ ０．００１〜２．０％以下、残部Ｆｅと
限定したのはその組成範囲以外では熱膨張係数が本発明
の目的とする−２．０〜＋０．５×１０ の範囲をこ
えるからである。Ｃｒは耐食性および機械的強度の改善
元素であり、またＴｉはＮｉとの金属間化合物を形成さ
せ１強度を上昇させるに有用な元素である。
。まずＮｉ−Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔｉ −Ｆｅ 三元合金にお
いて組成なＮｉ ２９．５〜３５Ｊ） ％ 、 Ｃｏ
２．０〜７．０％ 、 Ｃｒ ０．００１〜２．０ ％
以下、 Ｔｉ ０．００１〜２．０％以下、残部Ｆｅと
限定したのはその組成範囲以外では熱膨張係数が本発明
の目的とする−２．０〜＋０．５×１０ の範囲をこ
えるからである。Ｃｒは耐食性および機械的強度の改善
元素であり、またＴｉはＮｉとの金属間化合物を形成さ
せ１強度を上昇させるに有用な元素である。
つぎに副成分なＮｂ、 Ｍｏ、 Ｗ ２ ’４以下＋
Ｂｅ＋ ｖ’＋Ｚｒ ｌ ｓｉ １％以下、 Ｍｎ＋
Ｃｕ＋ ＡＩ ＋ Ｃｒ Ｓ ０．５％以下の一種ある
いは二種以上の全ｉｏ、００１〜２．０チと限定したの
は、これらの組成範囲以外では熱膨張係数が本発明の目
的とする−２．０〜＋〇、５ Ｘ １０ の範囲をこ
えるからである。Ｎｂ ＋ Ｍｏ ＋ Ｗｔ Ｖ＋添加
については機械的強度と耐食性の改善元素とし、またＢ
ｅ ｌ Ｚｒ Ｉ Ｃｕ ｌ Ａｔ Ｉ ＣＩ Ｓにつ
いては機械的強度の改善元素とした。Ｍｎ ＋ Ｓｔは
溶解時における脱酸剤として有効に寄与する。Ｎｉ＋Ｃ
ｏ＋Ｆｅ元素は熱膨張係数を左右する最も重要な元素で
ある。
Ｂｅ＋ ｖ’＋Ｚｒ ｌ ｓｉ １％以下、 Ｍｎ＋
Ｃｕ＋ ＡＩ ＋ Ｃｒ Ｓ ０．５％以下の一種ある
いは二種以上の全ｉｏ、００１〜２．０チと限定したの
は、これらの組成範囲以外では熱膨張係数が本発明の目
的とする−２．０〜＋〇、５ Ｘ １０ の範囲をこ
えるからである。Ｎｂ ＋ Ｍｏ ＋ Ｗｔ Ｖ＋添加
については機械的強度と耐食性の改善元素とし、またＢ
ｅ ｌ Ｚｒ Ｉ Ｃｕ ｌ Ａｔ Ｉ ＣＩ Ｓにつ
いては機械的強度の改善元素とした。Ｍｎ ＋ Ｓｔは
溶解時における脱酸剤として有効に寄与する。Ｎｉ＋Ｃ
ｏ＋Ｆｅ元素は熱膨張係数を左右する最も重要な元素で
ある。
第１図は本発明の代表的な合金の熱膨張係数と冷間加工
率との関係を示したグラフである。 第２図は本発明の代表的な合金の８０チ冷間加工後時効
温度との関係を示したグラフである。 ？５３図は本発明の代表的な合金の４００℃で時効した
状態の熱膨張曲線と従来のインバー合金と比較したり゛
ラフである。 特許出願人 財団法人電気磁気材料研究所代 理 人
弁理士玉蟲久五部（外２名）第 １ 図 Ｐ ｘ＋ｏ−’ 温 度 〔０ｃ〕
率との関係を示したグラフである。 第２図は本発明の代表的な合金の８０チ冷間加工後時効
温度との関係を示したグラフである。 ？５３図は本発明の代表的な合金の４００℃で時効した
状態の熱膨張曲線と従来のインバー合金と比較したり゛
ラフである。 特許出願人 財団法人電気磁気材料研究所代 理 人
弁理士玉蟲久五部（外２名）第 １ 図 Ｐ ｘ＋ｏ−’ 温 度 〔０ｃ〕
Claims (3)
- （１）重量比にてＮｉ２９．５〜３５％、Ｃｏ２．０〜
７．０％の範囲において、Ｃｒ０．００１〜２．０％以
下、Ｔｉ０．００１〜２．０％以下を含み残部は実質的
にはＦｅから成り、熱膨張係数が−２．０×１０＾−＾
６〜＋０．５×１０＾−＾６の範囲であることを特徴と
する超低熱膨張合金。 - （２）重量比にて主成分として、Ｎｉ２９．５〜３５．
０％、Ｃｏ２．０〜７．０％、Ｃｒ０．００１〜２．０
％、Ｔｉ０．００１〜２．０％および残部Ｆｅからなる
合金に、副成分としてＮｂ、Ｍｏ、Ｗ２％以下、Ｂｅ、
Ｖ、Ｚｒ、Ｓｉ１％以下、Ｍｎ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｃ、Ｓ０
．５％以下のうち少くとも一種または二種以上の全量０
．００１〜２．０％を含有してなり、熱膨張係数が−２
．０〜＋０．５×１０＾−＾６であることを特徴とする
超低熱膨張合金。 - （３）前記特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の超
低熱膨張合金において、 （Ａ）６００℃以上融点以下の高温で１分間以上加熱し
て均質溶体化処理をした後、焼入れするか或いは毎秒１
℃以下の速度で徐冷して焼鈍を行い、（Ｂ）上記焼入れ
後あるいは焼鈍後、１０％以上の冷間加工を行い、 （Ｃ）上記冷間加工後、５０℃以上６００℃以下の温度
で１分間以上１００時間以下加熱しついて毎秒１℃以下
の速度で徐冷することにより熱膨張係数が−２．０〜＋
０．５×１０＾−＾６の範囲であることを特徴とする超
低熱膨張合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62280693A JP2796966B2 (ja) | 1987-11-06 | 1987-11-06 | 超低熱膨脹合金及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62280693A JP2796966B2 (ja) | 1987-11-06 | 1987-11-06 | 超低熱膨脹合金及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01123052A true JPH01123052A (ja) | 1989-05-16 |
| JP2796966B2 JP2796966B2 (ja) | 1998-09-10 |
Family
ID=17628628
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62280693A Expired - Fee Related JP2796966B2 (ja) | 1987-11-06 | 1987-11-06 | 超低熱膨脹合金及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2796966B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4910945A (en) * | 1987-04-17 | 1990-03-27 | Strapack Corporation | Band feeding and tightening apparatus for strapping machine |
| WO1994029057A1 (fr) * | 1993-06-09 | 1994-12-22 | Charles Hauser | Dispositif de sciage d'une piece en materiau dur ou fragile |
| WO1998041665A1 (fr) * | 1997-03-18 | 1998-09-24 | Sumitomo Special Metals Co., Ltd. | Alliage a faible dilatation thermique |
| JP2011162820A (ja) * | 2010-02-08 | 2011-08-25 | Res Inst Electric Magnetic Alloys | 高強度低熱膨張合金及びその製造法並びに精密機器 |
| KR102030834B1 (ko) * | 2019-05-20 | 2019-10-10 | 국방과학연구소 | 철-니켈-코발트 3원계 합금의 열처리 방법 및 이에 의해 열처리된 철-니켈-코발트 3원계 합금 |
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| JPS5741350A (en) * | 1980-08-25 | 1982-03-08 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Alloy with high strength, high ductility and low thermal expansibility and its manufacture |
-
1987
- 1987-11-06 JP JP62280693A patent/JP2796966B2/ja not_active Expired - Fee Related
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